2023-2024届高考一轮复习化学教案（鲁科版）第6章化学反应与能量转化第34讲化学反应的热效应

第6章化学反应与能量转化

第34讲化学反应的热效应

［复习目标］1.了解反应热、内能、焙变的概念，知道化学反应热效应与内能和反应的焰变之

间的关系。2.知道常见的吸热反应和放热反应，能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。

3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解摩尔燃烧焰的概念及能源利用

的意义。

考点一反应热始变

・归纳整合必备知识

1.体系与环境

(1)体系：人为划定的研究对象(物质系统)。

(2)环境：体系以外的其他部分。

2.反应热与内能

(1)反应热(。)：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在

此温度下的热效应。

⑵内能

概念：体系内物质所含各种微观粒子的能量

总和

_影响因素:①物质的种类、数量及聚集状态;

内能「②体系的温度、压强

(U)■

伸能变化(AU)与反应热的关系：

_①AU=U(反应产物)-U(反应物)=0+W

②如果反应过程中体系没有做功，则AU=Q;

ΔUX),反应吸热,Δ£/<(),反应放热

3.反应热与燃变

燎与内能的关系：H=U+pV,单位：J

>-

或kJ_____________________________

意义：用它的变化来描述等压反应的

(f“\路，吟∖(Uπ∖)-

反应热_____________________________

影响因素：①物质的种类、数量获'

集状态;②体系的温度、压强

表达式：AH=H(反应产物)-H(反

—

应物)______________________________

与反应热的关系：在等压反应中，如

果反应中物质的能量变化没有与电能、

(2)擒变_光能等其他形式的能量发生转化，则

(ΔH)该反应的反应热等于反应前后体系的

味的变化，即α=A”;A”>0.反应吸

热,A∕∕<O,反应放热_______________

常用单位：kJ∙moΓl

—含义：完成每摩尔指定化学反应的能

量变化数值________________________

4.吸热反应、放热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量大王反应产物的总能量。反应体系的能

量降低,故△昨0,即A”为负值。

(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量小壬反应产物的总能量。反应体系的能

量升高,故A∕∕>0,即NH为正值。

(3)常见的吸热反应和放热反应

吸热反应(A4>0)放热反应(AH<0)

①中和反应

①Ba(OH)2∙8H2O与NHCl的反应

4②燃烧反应

②大多数的分解反应

③金属与酸或与氧气的反应

③弱电解质的电离

④铝热反应

④盐类水解

⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应

⑤C和H20(g)、C和CCh的反应

⑥大多数的化合反应

5.反应热产生的原因

(1)从能量图分析

烯

反应产物

（2）从化学键变化分析

[吸收能量EJ[E∖>E2,]

,7、

旧化学CsT反应产物能量高,则为吸热应国

键断裂.应

新化学’贲I｛反应产物能量低,则为放热反应]

健形成W

]:

[EI<E∙2,Δ∕∕≤）]

[释放能量邑）

IZ易错辨析

1.浓H2SO4稀释是放热反应（）

2.放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生（）

3.石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定（）

4.可逆反应的AH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关（）

5.吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于反应产物形成化学键放出的总能量

（）

6.活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多（）

答案1.×2.×3.×4.√5.√6.X

■专项突破

一、对反应过程能量图的理解

1.科学家用X射线激光技术观察到Ce）与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的

示意图如图。

状态I状态II状态III

•表示C。表示O"表示催化剂

反应过程

回答下列问题:

⑴从状态I到状态m为（填“吸热”或“放热”）反应。

⑵从状态I到状态H需要（填“吸收”或“释放”）能量，CO分子（填

“是”或“否”）需要断键形成C和0。

（3）从状态II到状态In形成的化学键是.

⑷将相同物质的量的Co转化为Co2,CO与O比CO与02反应放出的热量(填“多”

或“少”)，可能的原因是。

(5)由该反应过程可知，在化学反应中，旧化学键(填“一定”或“不一定”)完全断

裂，但一定有新化学键的。

答案⑴放热(2)吸收否(3)碳氧双键(或C=O)(4)多Ce)与。2反应生成CO2需要先

吸收能量断裂02分子中的共价键(5)不一定形成

2.臭氧层中03分解过程如图所示，回答下列问题。

(I)AH(填或“<”)0。

⑵催化反应①是(填“吸热”或“放热"，下同)反应，催化反应②是反应。

(3)总反应的活化能是,催化反应①的活化能是,催化反应②对应的逆反应

的活化能是,总反应对应的逆反应活化能为。

答案(1)<(2)吸热放热(3)EElfi2+∣ΔW∣E+∣ΔW∣

3.铀基催化剂对CCh电化学还原制取HCc)C)H具有高效的选择性。其反应历程与能量变化

如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

+ii

C09^-C02^-'HCOOHCOOH

÷e

>O

07

-

≡-i(^-2.86小*—Bi催化剂

s-2沁就,年丽、去\-那

⅛-3ABiQ,催化剂

-4-1：I1-3-12一

goOHH

ɔOOO反应历程

*3Oo

HDU

*HH

Λ*

O

D

*

⑴使用Bi、Bi2O3两种催化剂哪个更有利于CO2的吸附？0简述判断依据：

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)CO2电化学还原制取HCOoH反应的A，(填或“<”)0。

(3)使用Bi催化剂时，最大能垒是,使用Bi2O3催化剂时，最大能垒是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)由*C07生成*HC0O_的反应为。

答案(I)Bi2。3由题图可知，使用Bi2θ3催化剂时，相对能量减小得多，趋于更稳定状态

⑵<

(3)eVeV(4)*CO2+HCOΓ+e="COΓ+*HCOO

解析(3)使用Bi催化剂时，*CO2-*COE过程中的活化能最大，为一eV-(-eV)=eV,

使用Bi2O3催化剂时，*C0?—**C07+*HCOCΓ过程的活化能最大，为一eV-(-eV)=eVo

二、根据键能计算焙变

4.CH3-CH3(g)→CH2=CH2(g)+H2(g)∖H,有关化学键的键能如下表：

化学键C-HC=CC-CH-H

键能/(kJ∙mo□)414615347435

则该反应的反应热为。

答案÷125kJ∙mol1

解析=E(C-C)+6E(C-H)-E(C=C)—4£(C—H)-E(H-H)=(347+6X414-615-

4×414-435)kJ∙mol^l=+125kJ∙moΓ'。

5.已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl-N=O):

化学键N≡OCl-ClCl-NN=O

键能/(kJ∙moL)630243a607

则反应2NO(g)+Cl2(g)2ClN0(g)的AH=kJ∙mol∣(用含a的代数式表示)。

答案289—2。

解析根据△，=反应物总键能一生成物总键能知，AH=2X630kJ∙mol^1+243kJ∙mol^l-

lll

2×(tzkJmoΓ+607kJ∙moΓ)=(289-2a)kJ∙moΓo

-得分技巧

熟记常见1mol下列物质中化学键数目：

物质金刚石

SiO2P4CO2CH4

化学键C-CSi-OP-PC=OC-H

化学键数目2NA4NA6NA2‰4‰

考点二热化学方程式摩尔燃烧焰

・归纳整合必备知识

1.热化学方程式的概念和意义

(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。

⑵意义：既表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。

如2H2(g)+θ2(g)=2H2O⑴RH=-kJ∙mol∣表示在25℃、101kPa条件下，2molH2®

与1molCh(B)反应生成2mol液态水时放出的热量为kJ。

2.书写热化学方程式的注意事项

(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态,固体(S)、液体①、气体(g)、水溶液

(ay),若为同素异形体，还要注明名称。

(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25℃和IOlkPa下测定。

(3)热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数,也可以是分数。当

化学计量数改变时，其学H也同等倍数的改变。

(4)要注明△”的符号：“+”代表吸热、“一”代表放热，以及单位：kJ∙mo□.

3.摩尔燃烧焰

(1)概念：在一定反应温度和压强条件下，_Lmol纯物质定全氧化为同温下的指定产物时的焰

变。

⑵注意以下几点：①研究条件：298K、IOlkPa。②反应程度：完全氧化，产物是稳定的指

定产物。③研究对象：可燃物，物质的量为ImO1。

燃烧元素CHSN

稳定产物及状态CO2(g)-H2O(I)SO2(g)^

4.燃料的选择能源

(1)燃料的选择原则

首先：保护环境;

其次：热值大小;

其他：稳定性、来源、价格、运输等。

⑵能源及利用

化一煤一

石-石油一屿属于不可再生能源

燃

料

能T・天然气一

源

太阳能、氢能、资源丰富、没

新

能风能、地热能、优点有污染或污染

源海洋能、生物一^很小，属于可

质能等再生能源

开

、运

开采

改善

：①

用效率

源的利

源提高能

烧

控制燃

②科学

环节；

等各个

、加工

节-输

流I

烧

充分燃

燃料

，使

的反应

措

染或

有污

生、没

以再

富、可

资源丰

施—开发

新能源

很小的

污染

辨析

IE易错

)

含量(

PM的

气中

低空

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依赖

料的

石燃

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源，

新能

各种

利用

开发

1.

)

kJ(

H=~

)∖

2O(g

)+2H

O2(g

(g)=C

2θ2

(g)+

CH4

2.

烧蛤为

摩尔燃

氢气的

知，

oir可

J∙m

.6k

571

H=-

A

2O⑴

)=2H

O2(g

(g)+

2H2

根据

3.

)

l-'(

J∙mo

—k

量增

出的热

，放

右移

平衡

压强

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kJm

=-Q

AH

g)

SO(

O2(g)

g)+∣

SO2(

对于

4.

3

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大，

1